杨洪涛， 于印， 许吉禅， 沈梅， 陆广慧

（1. 安徽理工大学 矿山智能装备与技术安徽省重点实验室，安徽 淮南 232001；2. 安徽理工大学 机械工程学院，安徽 淮南 232001）

0 引言

煤矿巷道受地质环境和开采技术等因素影响会产生变形甚至破坏[1-2]，精确的巷道变形测量对于保障煤矿安全生产具有重要意义[3-4]。煤矿巷道变形测量方法可分为接触式测量和非接触式测量，其中非接触式测量方法具有测量速度快、测量范围广、测量数据丰富等优点，成为目前研究热点。王海军等[5]、郭良林等[6]利用三维激光扫描技术获取煤矿巷道点云信息，并对点云进行拼接和滤波处理，从而对工作面巷道进行三维重建，实现巷道变形监测。金卓等[7]利用三维激光扫描技术与圆柱形投影面巷道建模方法，构建矿井巷道三维立体模型，实现巷道围岩变形监测。刘晓阳等[8]利用三维激光扫描技术对巷道顶板进行监测，采用非均匀压缩法对获取的巷道点云数据进行简化处理，通过基于巷道点云数据分割的断面提取进行巷道变形分析。然而上述研究存在有效扫描距离受限、获取的点云密度低、细节缺失严重、测量精度和效率低等问题。针对上述问题，本文提出了一种基于线扫描原理的煤矿巷道变形测量系统，可重构数据丰富、精度高的巷道点云，并通过点云切片实现巷道变形监测，具有操作简单、灵活性高、测量速度快、测量范围广及测量精度高等特点。

1 系统组成及原理

基于线扫描原理的煤矿巷道变形测量系统主要包括巷道测量机器人和机器人位姿追踪系统，如图1所示。……